יישומים ואתגרים של צינורות צפים בחפירה

מהירות קריטית

המהירות הקריטית היא המהירות האופטימלית שיכולה להבטיח שחלקיקים מוצקים לא שוקעים ולמנוע אובדן אנרגיה מוגזם כאשר החומר זורם בצינור. כאשר מהירות הנוזל נמוכה מהמהירות הקריטית, חלקיקים מוצקים בבוץ שוקעים, ויגרמו לחסימת הצינור. כאשר מהירות הנוזל גבוהה מהמהירות הקריטית, בלאי הצינור וצריכת האנרגיה יגדלו.

התנגדות צינור

התנגדות צינור מתייחסת להתנגדות הנתקלת בה בעת הובלת נוזלים (כגון בוץ) בתוך צינורות. התנגדות זו משפיעה על קצב הזרימה של הנוזל ועל הלחץ. להלן מספר גורמים מרכזיים המשפיעים על התנגדות הצינור:

אורך הצינור: ככל שהצינור ארוך יותר, כך שטח החיכוך בין הנוזל לדופן הצינור גדול יותר, ולכן ההתנגדות גדולה יותר.

קוטר הצינור: ככל שקוטר הצינור גדול יותר, כך שטח המגע היחסי בין הנוזל לדופן הצינור קטן יותר,וכתוצאה מכך פחות התנגדות לחיכוך.

חומרי צינור: חלקות פני השטח של צינורות מחומרים שונים שונה. צינורות חלקים מייצרים פחות התנגדות מצינורות מחוספסים.

מספר החלקיקים בצינור: ככל שיש יותר חלקיקים בבוץ, כך יותר חלקיקים מקיימים אינטראקציה ומתנגשים בדופן הצינור, וכתוצאה מכך גדלה ההתנגדות.

מכשולים בצנרת: כגון מרפקים, שסתומים וכו', רכיבים אלה יגרמו לשינוי כיוון זרימת הנוזל או לעלייה בקצב הזרימה המקומי, ובכך יגדילו את החיכוך וההתנגדות.

בעיות בלאי

במהלך שימוש ארוך טווח, צינורות חפירה יתמודדו עם בעיות שחיקה שונות עקב המיוחדות של סביבת העבודה שלהם. ניתן לחלק את הבלאי הזה בעיקר ל: שחיקה מכנית או שחיקה, וקורוזיה כימית:

בלאי מכני או שחיקה: זה נגרם על ידי חיכוך ופגיעה של חלקיקים מוצקים (כגון חול, חצץ, בוץ וכו') הזורמים בתוך הצינור על הדופן הפנימית שלו. עם הזמן, השפעה פיזיקלית מתמשכת זו תוביל לאובדן הדרגתי של חומר על הדופן הפנימית של הצינור, במיוחד באזורים עם קצב זרימה גבוה יותר כמו מרפקים והקטנת קוטר, שם הבלאי יהיה חמור יותר.

קורוזיה כימית: במהלך השימוש, צינורות חפירה עלולים לבוא במגע עם חומרים קורוזיביים מסוימים. כימיקלים אלה מגיבים כימית עם חומר הצינור, וגורמים נזק מבני ופגיעה בביצועים של חומר הצינור. קורוזיה כימית היא בדרך כלל תהליך איטי, אך כאשר היא מצטברת לאורך זמן, היא יכולה גם להשפיע באופן משמעותי על שלמות הצינור ועל חייו.